Levantamento de irregularidades superficiais

A irregularidade longitudinal identificada em uma rodovia é o resultado de deformações constatadas na superfície do pavimento devidas a deficiências estruturais ou às degradações provocadas pelos inúmeros problemas ocorridos durante ou após a construção, devido à ação do tráfego, clima e outros diversos fatores intervenientes (BASÍLIO, 2002).

De acordo com Basílio (2002), os movimentos e esforços indesejáveis decorrentes da irregularidade longitudinal afetam a dinâmica dos veículos, a qualidade de rolamento, a dinâmica das cargas e a drenagem da via, conduzindo a uma condição de rolamento desconfortável, insegura e antieconômica. A definição deste parâmetro pode ser considerada como uma medida indireta da serventia do pavimento, de acordo com os pesquisadores Gillespie (1992), Haas et al. (1994), Brasil (2006b), Pinto e Preussler (2001) citados por Basílio (2002).

Por meio de uma pesquisa realizada pelo Banco Mundial no Brasil foi definido o IRI, como um índice resumo estatístico definido a partir do perfil longitudinal da trilha de roda de um revestimento percorrido (SAYERS et al., 1986 apud Basílio (2002)).

Os valores da escala do IRI determinam os seguintes padrões gerais (PATERSON, 1987 mencionado por Basílio (2002)):

 IRI = 0 - superfície perfeitamente plana;

 IRI = 6 - rodovias pavimentadas com irregularidade média;

 IRI = 12 - rodovias pavimentada muito irregulares, com panelas e remendos;  IRI = 20 - rodovias não pavimentadas muito irregulares.

Existe uma equação de correlação entre o IRI e as unidades de medidas de equipamentos tipo resposta, QI (contagens/km), que é fornecida por:

= (5.6)

Inúmeros autores destacam que os equipamentos destinados à medida da irregularidade de um pavimento podem ser agrupados em: (a) medidores do perfil da superfície do pavimento; (b) medidores de “resposta” do veículo às distorções da superfície do pavimento (MARCON, 2016).

Os medidores de perfil, como diz o próprio nome, medem o perfil da superfície do pavimento da via, retratando as distorções que afetam a dinâmica dos veículos em movimento. Podem ser classificados em (MARCON, 2016):

a) Régua (MARCON, 2016)

b) Régua deslizante (MARCON, 201) c) Perfilógrafo

O equipamento do tipo perfilógrafo consiste de uma viga ou estrutura rígida com um sistema de rodas que serve de referência para avaliar desvios de superfície. As medidas do perfil superficial do pavimento são coletadas através de vários grupos de três rodas, em que as duas extremidades estão em tandem e a do meio detecta as variações de perfil, que são registradas em folhas apropriadas. As vantagens do equipamento tipo perfilógrafo são: boa repetibilidade, operação simples e baixo custo inicial. A principal desvantagem é a baixa velocidade de avaliação de 3 milhas/hora (4,8 km/h) e a incapacidade de medir comprimentos de onda múltiplos inteiros da distância entre as rodas extremas (HAAS et al., 1994; MARCON, 2016; BASÍLIO, 2002).

Assim sendo, a principal finalidade do perfilógrafo é o monitoramento dos equipamentos e dos processos de construção adotados em cada obra, objetivando assegurar e avaliar os níveis desejados de regularidade superficial. Seu uso no Brasil é admitido pela norma do DNIT 049/2013-ES em seu item 7.3.2 (BRASIL, 2013).

d) Perfilômetro Laser

O Perfilômetro Laser (RSP) foi desenvolvido para suprir as necessidades dos engenheiros na obtenção de medidas automáticas e de alta precisão da irregularidade superficial e outros defeitos associados. O RSP obtém medidas contínuas, em velocidade de tráfego, dos perfis longitudinais e transversais, incluindo a irregularidade em tempo real (IRI). As medidas são realizadas com referências lineares (SEVERO et al., 2004).

e) Perfilômetros

São equipamentos que aferem o perfil da superfície do pavimento de uma forma contínua ou a intervalos pequenos para captar a influência das distorções na qualidade da superfície de rolamento. Existem, porém, outros equipamentos que permitem a avaliação do perfil longitudinal, e que podem ser divididos em dois grupos: inerciais e não inerciais (MARCON, 2016).

Os perfilômetros inerciais são equipamentos dotados de quatro requisitos básicos (MARCON, 2016): sensor de altura, acelerômetro (aparelho de referência inercial para compensar o movimento vertical do corpo do veículo), aparelho de GPS e um computador de bordo para processar os dados coletados.

Os perfilômetros inerciais foram desenhados para permitir a determinação rápida (alta velocidade) do perfil real do pavimento. Entre os modelos existentes e comercializados, alguns são mostrados adiante (MARCON, 2016).

Existem dois modelos: APL 25, que mede a irregularidade a velocidade de 21,6 km/h, e APL 72, que trafega a 72 km/h. A velocidade de deslocamento deve ser constante, pois os resultados são sensíveis à mesma. Os comprimentos de onda medidos variam de 1,0 a 40,0 metros para o modelo APL 72 e de 0,5 a 15,0 metros para o APL 25 (MARCON, 2016).

Atualmente, está em grande uso os equipamentos com barra laser. Trata-se de um veículo no qual é instalada uma barra na parte frontal ou na parte traseira com sensores a laser. O veículo transita em velocidade normal do tráfego e realiza medições do perfil transversal espaçadas conforme a necessidade e assim é possível traçar o perfil longitudinal do pavimento (MARCON, 2016).

Como alternativa de baixo custo para levantamento de irregularidade foi concebido pelo TRL (Transport Research Laboratory) do Reino Unido o equipamento MERLIN (Machine

for Evaluating Roughness using Low-cost Instrumentation), o qual consiste de uma estrutura

metálica de 1,8 m de comprimento, com uma roda dianteira, uma haste fixa de apoio na parte traseira, e um apoio central oscilante. O apoio central oscilante mede os desvios de cota entre um ponto de referência e os demais pontos analisados (ALBUQUERQUE, 2007).

Além destes perfilômetros inerciais mencionados, existem outros, conforme vários autores pesquisados (MARCON, 2016).

Os perfilômetros não inerciais são geralmente mais simples de operar, mas quase todos de baixa produtividade. Pode-se destacar primeiramente o aparelho Dipstick, consistindo de um acelerômetro montado sobre uma armação apoiada em pés afastados em 30 cm. As medidas são feitas em sequência, girando manualmente a armação em torno do pé dianteiro, em relação ao sentido da avaliação (MARCON, 2016).

O perfilômetro TRRL, também é não inercial, sendo equipado com quatro medidores a laser, adaptados em sequência. Os medidores a laser medem continuamente a distância entre o equipamento e a superfície do pavimento, na medida em que são deslocados ao longo da via. O processamento dos dados permite o cálculo do perfil do pavimento pesquisado. A vantagem deste equipamento é de operar a velocidades variáveis, mesmo naquelas correspondentes às autoestradas (MARCON, 2016).

O TRRL desenvolveu um perfilômetro rebocado de alta velocidade, baseado no perfilômetro CHLOE, o qual foi denominado perfilômetro TRRL - High-Speed Road

Monitor, que utiliza sensores laser para medir o perfil longitudinal, na profundidade de sulcos

e macrotextura da superfície. Os sensores de laser estão ligados a uma viga de 5 metros, que é montado sobre um eixo não suspenso de duas rodas. O feixe é ligado a um veículo trator e o veículo pode ser conduzido a uma velocidade de 80 km/h (FWA, 2006).

Segundo Sayers e Karamihas (1998) apud Bernucci et al. (2010), tem-se empregado largamente a seguinte classificação de equipamentos para medição da irregularidade longitudinal de pavimentos:

Avaliação direta: por meio de equipamentos de classe I (nível e mira; Dipstick, perfilômetro do TRL etc.) e classe II (perfilógrafos, equipamentos com sensores a laser, APL francês etc.);

Avaliação indireta: equipamentos de classe III do tipo-resposta (TRL Bump integrator,

Maysmeter, Merlin, etc.).

Metodologias para avaliação de irregularidade longitudinal

a) DNIT 009/2003 - PRO - Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos (BRASIL, 2003e)

Algumas condições são impostas pela norma DNIT 009/2003 - PRO para a realização desta avaliação. Cada avaliador deve considerar o conforto proporcionado pelo pavimento caso tivesse que utilizá-lo dirigindo um veículo durante 8 horas ou ao longo de 800 km (BRASIL, 2003e).

b) DNIT 162/2012 - PRO - Determinação de deflexões utilizando o Deflectógrafo Lacroix (BRASIL, 2012)

O objetivo do procedimento é determinar as deformações recuperáveis, essenciais para a avaliação estrutural da condição do pavimento, a partir de um equipamento de medição dinâmica chamado Deflectógrafo Lacroix (BRASIL, 2012).